Οι αστραπές δημιουργούν αντιύλη στην ατμόσφαιρα

Μια μέση αστραπή μπορεί να μεταφέρει ενέργεια ενός εκατομμυρίου τζάουλ ενώ εδώ και καιρό οι επιστήμονες υποπτεύονταν πως οι πιο ενεργητικές αναλαμπές θα ήταν αρκετές για να δημιουργήσουν πυρηνικές αντιδράσεις. Τα ηλεκτρόνια τους μπορεί να παράγουν περιστασιακά ακτίνες γάμμα, οι οποίες είναι αρκετά ισχυρές ώστε να διασπάσουν πυρήνες ατόμων. Αυτός ο τύπος αντίδρασης μπορεί να παράγει νετρίνα, νετρόνια, ακόμη και αντιύλη για εξαιρετικά μικρά χρονικά διαστήματα. Αυτές οι αντιδράσεις έχουν ανιχνευθεί από παρατηρητήρια και ανιχνευτές σε όλο τον πλανήτη εδώ και 40 χρόνια, αλλά ήταν δύσκολο να επιβεβαιωθεί ότι προέρχονται από αστραπές.
Για να λύσει το μυστήριο μια για πάντα, μια ομάδα Ιαπώνων αστροφυσικών υπό το Πανεπιστήμιο του Κιότο αποφάσισε να χρησιμοποιήσει μια σειρά ανιχνευτών ακτινοβολίας εγκατεστημένους σε έναν πυρηνικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής στη Niigata. Το περασμένο Φεβρουάριο, μια ισχυρή καταιγίδα χτύπησε τη Θάλασσα της Ιαπωνίας. Οι μετρητές κατέγραψαν υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας γάμμα που ταίριαζε με πολλαπλά χτυπήματα αστραπών και συγκεκριμένες ενεργειακές υπογραφές που ακολούθησαν αμέσως μετά.
Αυτές οι υπογραφές μπορούσαν να συνδυαστούν μόνο με ένα πολύ συγκεκριμένο σύνολο καταστάσεων. Ασταθή ισότοπα άνθρακα, αζώτου και οξυγόνου, παράχθηκαν από αλληλεπιδράσεις ακτίνων γάμμα. Κατόπιν, δημιουργήθηκαν νετρόνια, νετρίνα και ποζιτρονια αντιύλης (αντιηλεκτρόνια). Η αντιύλη που δημιουργήθηκε, εξαφανίστηκε γρήγορα μόλις ήρθε σε επαφή με ηλεκτρόνια.

Αυτή η μελέτη παρέχει την πρώτη αδιαμφισβήτητη απόδειξη ότι οι αστραπές μπορούν να προκαλέσουν πυρηνικές αντιδράσεις μέσα στην ατμόσφαιρα μας. Μέχρι σήμερα γνωρίζαμε ότι φυσικές πυρηνικές αντιδράσεις λάμβαναν χώρα εντός άστρων ή εξαιτίας κοσμικών ακτίνων. Πλέον είναι γνωστό ότι υπάρχει ακόμη μια φυσική διαδικασία.
«Οι αστραπές και οι κεραυνοί είναι φυσικοί επιταχυντές σωματιδίων», αναφέρει η μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Nature. Ήταν γνωστό ότι προκαλούσαν «χιονοστιβάδες ηλεκτρονίων», αλλά τώρα φαίνεται ότι προκαλούν ακόμη και αντι-σωματίδια αντιύλης.
Θάνος Σ. Επαχτίτης